除草机器人来啦!除草剂让路

发布者:网站管理员
发布时间:2020-08-03 19:23
分类:全部资讯 农业机械 最新动态 设施农业
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美国堪萨斯州的切尼(Chney)有一座农场,他们以免耕(no till)、不使用有害化学物质,并且友善土壤和地球的栽种方式经营商业规模的农场,是堪萨斯州无农药蔬菜的主要生产农场之一。

他们拥有5500平方英尺的蔬菜温室、养了105只绵羊和一只爱吃香蕉、以饶舌歌手华伦G(Warren G)为名的骆马,生产的蔬果销售给当地市场、连锁超市和众多主厨,并教导当地家庭自己栽种作物,而最大的特点,就在于他们还是一家机器人新创公司“绿野机器人学”(Greenfield Robotics)的研发总部。

Greenfield Robotics Executive的执行长Jay Samit及创新者、畅销书作家、演说家和插画家于一身,这是他画的在农场工作的机器人。(图片来源/Greenfield Robotics脸书)

绿野的联合创办人克莱恩‧布劳尔(Clint Brauer)本来就是农场长大的孩子,他曾为了大城市的科技与数位化世界而离开,但最后还是回到了家族农场。他希望能证明,采用友善土地和地球的耕种方法、不使用有害化学物质,也一样能种出好作物。

布劳尔是免耕农法的拥护者。这派农法认为耕耘翻土、干扰土地以杀死杂草的作法,会扰乱土壤中的微生物,长期下来会造成表土流失,导致产量下降、物种多样性减少并破坏集水区,所以他们在栽种作物时,会尽量不翻动土地。但杂草依旧是最困扰农民的问题,虽然可以人工拔除,但人力太昂贵,于是有些支持免耕农法,但还是想追求经济效益的农民,便会采用化学除草剂来杀死杂草。

可是,除草剂会让杂草产生抗药性,迫使农民的除草剂愈喷愈多、愈喷愈毒,有些除草剂还会随风飞散、影响附近其他作物。有时候,农民还不得不采购经过基因改造的种子,因为,唯有这类种子才能抵抗除草剂的毒性。

布劳尔希望能找出节省人力、经济实惠、又不使用杀草剂的除草方式。

有天他灵机一动,把割草机(mower)放上曳引机,带到田里去试试看,他发现,如果对杂草持续多次地割了又割,就连最顽强,已经有除草剂抗药性的长芒苋(Palmer amaranth)最后都会长不出来,然后挂点。这种植物侵略性强、适应性强、不干扰的话可以长到将近二公尺高,最多能结出五十万颗细小种子四处散落,若没有及时铲除,很快就会接管整片农田。
除草机器人在黄豆田里耕作。(图片来源/Greenfield Robotics脸书)

割草机固然可以割掉长芒苋,但割草机不长眼,挡住去路的一律割光光,而且标准的曳引机和割草机体积也太大,挤不进一排排作物之间的间隙。田地太湿的时候也不行,曳引机会直接陷入泥泞、动弹不得。所以布劳尔想到利用能自主割草的机器人,因为机器人够小、可以在两排作物之间的间隙运行,重量轻、不至于卡在泥地中,而且只要多几台就能处理好所有田地。

但首先,他必须教会机器人“看”,判断一排排作物的宽度。于是他找了在科技公司工作时的老朋友、也就是机器视觉软体公司RoboRealm的创办人史蒂芬‧简特纳(Steven Gentner)帮忙。

经过3年的研发与试验,今年夏天他们已经准备进行机器人在田间的β测试(beta test:指多个使用者在实际使用环境中进行的测试),他们的“阔叶除草机器人”(broadleaf weeding bot)已经装上了侦测器,可以透过影像辨识技术“看”到田间一行行延伸到远处的作物,再与标准行间距离的数据结合,叠加上即时动态GPS定位地图(real-time kinematic GPS map),机器人便可以沿著作物前进,按图割草,操作者采远距监测,只有在碰到意外状况、如田间有异物卡住之类,才会把机器人撤回。
Small Robot Company募资实用的照片,他们甚至研发可以采草莓的机器人。(图片来源/Small Robot Company脸书)

而在大西洋另一边的英国,也有同样为杂草所苦的农民,因为欧盟对有害化学物质的规范非常严格,使得他们在化学方面的选择更少,也因此使得机器人技术听起来更具吸引力。不过,同样在开发机器人除草技术的“小机器人公司”(Small Robot Company),则采取了完全不同的除草策略:他们用炸的。

他们的机器人跟绿野公司不一样,并不是依靠已经种好的一行行作物让机器人沿著作物前进割草,而是运用扫描和照相技术辨识杂草。他们的4个机器人员工Tom、Dick、Harry和Wilma分工合作,Tom扫描过田地并测绘之后,将资料上传给Wilma,最后由Dick上场,根据先前资料辨识出每一株杂草幼苗,然后送出迷你电击,精准轰炸杂草,而不是像绿野的机器人那样一视同仁把挡到路的全部砍光光。

在公司研发的早期,机器人刚到田里去实习的时候,有一次机器人被卡在一处到处都是碎石块和树枝的免耕田里。员工想撤出机器人,再试一次,没想到有一根树枝扭动得就是那么刚好,精准地戳到了电源钮,直接在田地中央把机器人给关机了。
简特纳回想起那一次,说道:

就算你很努力尝试,也永远不可能做到(指树枝就这么刚好地戳到电源钮、关掉了机器人),但这件事却随机地发生了。大自然就是有这么迷人的方式教人类要知道谦卑、尊重自然。

是的,人类发明除草剂杀死杂草,杂草就演化出抗药性;改用机器人除草,树枝还能自己把机器人给关机。人类在想方设法取用大自然资源的同时,其实也是在迫使大自然发展出其他方式来回应这些变化。不过这不是这篇新闻的重点。

重点是不使用化学除草剂、不使用无差别伤害自然环境的方式,也还是有人想出了便宜(绿野公司设定的机器人服务方案,收费不会超过农民喷洒农药的开销)的方法来解决扰人的杂草问题。能不能运用在其他的农地?水稻田呢?
文章来源: 农传媒 http://suo.im/66kVml
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